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“光儲直柔”農(nóng)宅:從樣本到“遍地開花”還有多遠?

2025-10-09 10:27:36

來源:中國新聞網(wǎng)

  “雙碳”背景下,中國農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型迎來重大機遇。

  一方面,農(nóng)村擁有巨大的屋頂空間資源,據(jù)清華大學(xué)研究,全國農(nóng)村可安裝屋頂光伏的規(guī)模高達20億千瓦,年發(fā)電量潛力約為2.5萬億千瓦時。另一方面,農(nóng)村也面臨著淘汰散煤、提升用能效率、實現(xiàn)清潔取暖的緊迫需求。

  如何將負擔(dān)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢?一種新型建筑能源系統(tǒng)——“光儲直柔”,正從學(xué)術(shù)構(gòu)想落到田間地頭。

  2023年,國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中提出:“提高建筑終端電氣化水平,建設(shè)集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的‘光儲直柔’建筑?!边@一文件,為農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型注入了強勁的政策動力。

  那么,這套系統(tǒng)在真實的農(nóng)村生活中是怎樣的?它究竟是遙不可及的概念,還是觸手可及的未來?

勝利村‘光儲直柔”農(nóng)宅(寧夏新阜特能源服務(wù)有限公司供圖)

  一棟樣板房

  寧夏銀川市永寧縣勝利鄉(xiāng)勝利村,一棟白色外墻的現(xiàn)代農(nóng)宅在傳統(tǒng)院落中格外醒目,這是村民陳建文的家。這座約160平方米的建筑,從外觀來看平平無奇,但內(nèi)核卻不一般,是一棟承載著“光儲直柔”理念的示范建筑:

  光,即光伏發(fā)電。這棟建筑的屋頂并未使用傳統(tǒng)瓦片,而是鋪設(shè)了光伏板。這些光伏板在陽光照射下,將光能轉(zhuǎn)化為綠色電力,為整座建筑提供能量來源。

  儲,即儲能系統(tǒng)。屋內(nèi)的儲能設(shè)備,如同大型“充電寶”,將屋頂光伏產(chǎn)生的富余電能存儲起來,在夜間或用電高峰時釋放,保障家庭的持續(xù)用電。

  直,即直流配電。陳建文的家中布設(shè)了直流微電網(wǎng),并配備直流插座、直流電器,消除了交直流轉(zhuǎn)換的損耗,從而提升了用電效率。

  柔,即柔性用電。在“光”“儲”“直”的協(xié)同下,陳建文的家能夠?qū)崟r感知電網(wǎng)狀態(tài)與自身發(fā)電情況,主動、靈活地調(diào)節(jié)空調(diào)、熱水器等大功率電器的運行模式,與電網(wǎng)友好互動,從而有效平抑電網(wǎng)波動。

  如果這樣的建筑能夠連片發(fā)展,它們還能通過區(qū)域微電網(wǎng)相互支援,共同應(yīng)對電網(wǎng)的“削峰填谷”挑戰(zhàn)。然而,這棟房屋的建設(shè)過程并不順利。

  理想與現(xiàn)實的距離

  將這棟“樣板房”變?yōu)楝F(xiàn)實,背后是長達四年的艱難游說。

  “我們找到第四個村,他才愿意把他的宅基地拿出來,而且愿意掏一部分錢來做這個事情。”寧夏新阜特能源服務(wù)有限公司執(zhí)行董事伏彥彪感慨道。這棟每平方米造價超過6000元、技術(shù)和材料對標(biāo)國際一流的建筑,總成本近百萬。盡管農(nóng)戶投入不到一半,但高昂的造價和全新的概念仍是橫亙在大多數(shù)農(nóng)民面前的一道鴻溝。

  “農(nóng)民對‘光儲直柔’這種技術(shù)能帶來的好處,認識不夠?!狈鼜┍朦c出了問題的關(guān)鍵。這也引出了一個更深層次的疑問:既然傳統(tǒng)的屋頂光伏租賃模式(企業(yè)租用農(nóng)戶屋頂,所發(fā)電量全額上網(wǎng))正在形成,為何還要大費周章推廣“光儲直柔”?

  伏彥彪認為,關(guān)鍵在于,一定要讓光伏資產(chǎn)真正屬于農(nóng)戶,讓農(nóng)戶本人成為最大的受益者。

  傳統(tǒng)租賃模式下,農(nóng)民僅是屋頂?shù)某鲎夥?,獲得的租金有限,用電模式和體驗并未發(fā)生根本改變,對屋頂光伏資產(chǎn)的歸屬感和維護意愿也相對較弱。而“光儲直柔”農(nóng)宅,則將能源系統(tǒng)作為完整建筑的一部分,將其所有權(quán)和使用權(quán)還給了農(nóng)民,使其能直接享受清潔電力帶來的生活品質(zhì)提升。

  能源基金會低碳城市項目主任趙言冰在評價勝利村項目時,多次用到了“完美樣本”這個詞。她認為,這樣的樣本“讓中國未來農(nóng)村的樣子,從理想照進了現(xiàn)實”。它展示了一條不同于單純租賃屋頂,而是以農(nóng)民為主體、激發(fā)內(nèi)生動力的能源轉(zhuǎn)型路徑。

  三大核心問題待解

  然而勝利村的樣本要大規(guī)模復(fù)制推廣,必須直面三個核心問題。

  第一,為什么是“光儲直柔”,而非單純的光伏?

  “光儲直柔”概念的提出者、中國工程院院士、清華大學(xué)教授江億曾強調(diào),其核心作用在于調(diào)整用電供需關(guān)系,根本目標(biāo)更接近新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。

  單純的光伏上網(wǎng),農(nóng)民仍是電網(wǎng)的被動接受者。而“光儲直柔”系統(tǒng)通過儲能和柔性調(diào)控,使農(nóng)宅成為一個集發(fā)電、儲電、智能用電于一體的獨立能源節(jié)點。

  隨著分布式光伏爆發(fā)式增長,許多農(nóng)村地區(qū)因電網(wǎng)容量不足而被劃為“紅區(qū)”,無法新增光伏并網(wǎng)?!肮鈨χ比帷毕到y(tǒng)中的儲能和柔性負載,通過平滑光伏出力和在本地消納大部分電力,能夠根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度需求或價格信號進行響應(yīng),緩解對電網(wǎng)的沖擊。

  直流配電也減少了交直流轉(zhuǎn)換的損耗,系統(tǒng)效率更高。同時,儲能設(shè)備保障了夜間和惡劣天氣下的用電可靠性,讓農(nóng)民敢于使用更舒適但耗能更高的熱泵采暖等設(shè)備,真正提升生活品質(zhì)。

  第二,樣板房能否成為“普通商品房”?

  勝利村的樣本雖好,但其可復(fù)制性面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

  成本門檻高,百萬級的造價是目前最大的“攔路虎”,需要通過技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)?;a(chǎn)和產(chǎn)業(yè)鏈整合等方式降低成本。

  技術(shù)與產(chǎn)品生態(tài)不成熟,市場上缺乏豐富、廉價的直流輸電產(chǎn)品,直流配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備也尚未標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;?。

  存在商業(yè)模式與政策壁壘,比如“隔墻售電”在實際操作中仍面臨挑戰(zhàn),限制本地能源優(yōu)化配置。同時,如何將柔性用電為電網(wǎng)提供的輔助服務(wù)價值變現(xiàn),形成可持續(xù)的商業(yè)模式,仍需探索。

  第三,農(nóng)村能源的終極形態(tài)是什么?

  單個的“光儲直柔”建筑是基石,其價值的最大化在于連接成網(wǎng)。能源基金會首席執(zhí)行官兼中國區(qū)總裁鄒驥指出,“光儲直柔”是多個領(lǐng)域跨界融合的新交叉學(xué)科領(lǐng)域,是一項新的業(yè)態(tài)、新的產(chǎn)業(yè),需要建筑、電力、交通、數(shù)字信息等產(chǎn)業(yè)的協(xié)同。

  趙言冰認為,未來可以通過區(qū)域微網(wǎng)集中儲能來降低成本。將分散在各戶的儲能資源,通過智能微網(wǎng)聚合起來,可以形成強大的虛擬電廠資源,既保障村級的用能安全,又能參與更廣域的電網(wǎng)調(diào)節(jié),進而產(chǎn)生額外收益。

  寧夏勝利村的這棟“光儲直柔”農(nóng)宅,勾勒出中國農(nóng)村能源未來的模糊輪廓。當(dāng)一棟棟農(nóng)宅成為一座座微型的綠色發(fā)電廠和儲能站,當(dāng)村莊從能源負擔(dān)區(qū)變?yōu)槟茉垂┙o區(qū),我們收獲的將不僅是藍天白云,更是一個更具韌性、更富活力、真正實現(xiàn)能源自立的新農(nóng)村。

  文:孫忠一、羅梓兮、譚喬

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